‹ Traité d'analyse des substances minéralesChapitre 125 sur 230 · M OUR · texte numérisé non relu

M OUR

constructeurs. Nous représentons (fig. 88) l’un des modèles usités à l'École des mines de Paris et dans beaucoup d’autres laboratoires. (Collot, constructeur.)

Le fléau est traversé en son milieu par un couteau d'acier, dont l'arête est perpendiculaire à son plan et repose sur une plaque polie, en agate, placée horizontalement sur le support. Celui-ci est soutenu par deux colonnes creuses, à l’intérieur desquelles sont des tiges métalliques, portant une pièce rigide dont les bords supérieurs sont parallèles aux bords inférieurs du fléau. Lorsque cette pièce est soulevée, elle se

trouve en plusieurs points en contact avec le fléau, qu'elle porte, de facon que le couteau ne touche pas le plan d’agate ; elle relève en même temps les étriers auxquels sont suspendus les deux plateaux de la balance. Ces étriers sont munis de plans d’agate tournés vers le bas et qui, pour le moment de la pesée, doivent s'appuver sur les arêtes de deux couteaux en acier, tournés vers le haut et fixés sur le fléau, à égales distances de l’axe de suspension et dans le même plan. Les trois couteaux sont amenés simultanément au contact des trois plans d’agate par l’abaissement des tiges métalliques, qui sont elles-mêmes commandées à la main par une petite roue située en avant de la cage. En tournant cette roue de gauche à droite (ou sur la gauche), on met la balance en état de fonctionner ; on l’arrète par le mouvement contraire, qui a pour effet de supprimer à la fois le contact des trois couteaux d'acier et de leurs plans d’agate. En même temps, deux pinceaux de blaireau, mobiles au-dessous des plateaux, s'en écartent ou s’en rapprochent jusqu'à venir les toucher de la pointe et arrêter leurs oscillations ; ces pinceaux obéissent au même mécanisme que les tiges métalliques, sans que l’opérateur ait à s'en occuper.

Il faut avoir soin de fixer toujours le fléau et les plateaux, soit lorsque l'appareil doit rester inactif, soit lorsque l’on veut charger ou décharger un plateau, et de ne jamais toucher un des plateaux sans avoir eu la précaution de tourner le bouton ou la roue qui les immobilise. On évite ainsi que le tranchant des couteaux s’émousse au contact des plans d’'agate sous l'influence des mouvements de l'opérateur ou des trépidations du sol.

Le fléau porte une longue aiguille, dont la pointe se meut devant un arc de cercle divisé; une loupe permet d'observer facilement ces divisions et l'aiguille. Sans attendre que le fléau soit au repos, on peut aisément se rendre compte de l'amplitude de ses oscillations d’un côté et de l’autre et, en conséquence, ajouter ou retirer des poids pour établir l’équilibre.

Deux tiges mobiles traversent les parois de droite et de gauche de la cage vitrée; chacune peut glisser dans une monture élastique; elle se termine au dehors par un bouton servant à la manœuvre et au dedans par un crochet en forme de Z, dont la pointe peut être introduite dans l’anneau du cavalier. On donne ce nom à un petit fil recourbé (fig. 89),

de platine ou d'aluminium, pesant 1 centigramme

Q ou 1 milligramme, qui peut être posé à cheval sur

À une règle étroite en aluminium, placée horizontale-

L ment à la partie supérieure du fléau. Cette régle

a En divisée en 10 parties égales entre l’axe de rota-

À tion du fléau et le couteau de suspension de chaque

plateau, et le cavalier du poids de 1 centigramme, étant placé

à la 1r°, à la 2°, à la 3° division..…., équivaudra à 1, 2, 3:*mil-

ligrammes placés sur le plateau; si son poids réel est seulement

1 milligramme, il équivaudra à 1, 2, 3... dixièmes de milli-

gramme. Cette disposition permet donc d'évaluer des poids plus

faibles que ceux que l’on peut saisir sans trop de difficulté à l’aide d’une pince.

La balance est établie sur un socle en bois muni de vis calantes, au moyen desquelles on peut en régler la position. Un niveau à bulle d'air permet de constater si le plan d’agate qui porte l’arète du couteau est exactement horizontal; les trois arêtes étant bien parallèles par construction se trouvent dès lors bien horizontales, condition nécessaire pour l’exactitude de la balance.

Au-dessus de son axe de suspension, le fléau porte une tige taraudée sur laquelle peut se mouvoir une vis un peu lourde, destinée à élever ou abaisser légèrement le centre de gravité du système mobile. On s'arrange de manière que le centre de gravité soit très peu au-dessous de l’axe de suspension; l'appareil possède alors une grande sensibilité, mais ses oscillations sont lentes; en abaissant la vis et, par conséquent, le centre de gravité, on rend les mouvements plus rapides, mais la sensibilité devient moindre.

La balance est enfermée dans une cage vitrée, dont la face

antérieure est composée d’une vitre centrale étroite et de deux portes vitrées, qui s'ouvrent devant les deux plateaux de la balance. On les referme ordinairement pendant la pesée, pour éviter les courants d'air; mais surtout on les laisse fermées, lorsqu'on ne se sert pas de la balance, afin d'éviter l'accès de la poussière et de l'air chargé d'humidité ou des vapeurs acides du laboratoire.

On a soin d'y entretenir une quantité suffisante de substances desséchantes et basiques, placées dans des vases un peu profonds; on sesert dechaux vive et de potasse fondue, parfois aussi de chlorure de calcium desséché; mais celui-ci n'a d'efficacité que contre la vapeur d’eau Con Contre les vapeurs acides.

Nous signalerons une balance d'une disposition nouvelle due à Curie (fig. 90), permettant d'exécuter les pesées avec une très grande rapidité. La partie essentielle en est constituée par deux amortisseurs à air, dont les cloches, formées de deux cylindres concentriques soutenus sous chacun des plateaux à l’aide d'un étrier rr, entrent à chicane dans les cuvettes A fixées au socle et comprenant trois cylindres également concentriques.

Dans ces conditions, tout mouvement du fléau provoque un accroissement de pression dans l’un des amortisseurs et une dilatation dans l’autre, par suite de la difficulté qu’éprouve l'air à parcourir le chemin sinueux par lequel il doit s'échapper, cequi détermine l'équilibre après deux ou trois oscillations au plus.

Fig. 90.

Les autres organes spéciaux sont: 1° un microméètre m, photographié sur verre, portant 200 divisions et placé à l’extrémité droite du fléau; 2° un microscope à réticule servant de repère, fixé dans les parois de la cage et braqué sur le micromêtre.

Le fléau porte diverses pièces de réglage; l’une sert pour le micromètre, dont la position doit être soigneusement déterminée; les autres sont employées pour modifier la longueur des bras, la position des couteaux et celle du centre de gravité du fléau.

Pour faire une pesée avec cet appareil, on commence, comme de coutume, à l’aide d'une série de poids ; mais on s'arrête dans les essais successifs au poids de 100 milligrammes, en laissant le fléau s'incliner sous l'influence de la petite différence de charge, qui reste encore entre les deux plateaux. On lit alors directement sur le micromètre les fractions de décieramme à l’aide du microscope réticulaire. L'approximation peut atteindre, à la lecture, le 1/10° de milligramme.

Les avantages de ce système peuvent se résumer ainsi :

1° Il permet d'éviter l'emploi des subdivisions du décioramme, C'est-à-dire la partie la plus délicate d’une pesée ordinaire ;

2 Sous l'influence de l'amortissement, le fléau occupe en quelques secondes sa position d'équilibre ;

3° Le centre de gravité du fléau se trouvant placé plus bas que dans les autres balances, il en résulte : une grande rapidité dans les oscillations, l'indépendance de la sensibilité et de la charge, mais par contre une diminution de sensibilité; cette dernière conséquence est heureusement contrebalancée par l'observation micrométrique.

La balance Curie fournit donc des résultats très satisfaisants au point de vue de la rapidité; on devra seulement éviter les changements de température dans l'intérieur de la cage, lorsque l’on aura à déterminer les variations de poids d’une même substance à des intervalles plus ou moins éloignées (dosage de l'humidité); il sera utile, dans tous les cas, de

contrôler avant chaque essai la position du réticule par rapport au 0 du micromètre.

Les avantages attachés à l'emploi de la balance apériodique n'existent d'ailleurs que pour une lecture de poids ; l'usage d'un trébuchet ordinaire sera plus pratique lorsque l’on devra peser une quantité déterminée de matière à analyser.

Récemment, A. Collot à proposé l'emploi d'un dispositif à projection lumineuse dans le but d’exalter la sensibilité d'une balance, que l’on aura d’abord atténuée par un abaïissement du centre de gravité du fléau, pour en accélérer les oscillations et par conséquent abréger la longueur des pesées.

L'appareil optique, que l'on peut fixer à n'importe quelle

lig. 91.

balance de précision, se compose (fig. 91) d'un microscope M, pourvu d'un objectif O dirigé sur un réticule fixé à l'aiguille de la balance et d’un oculaire À derrière lequel on place un écran transparent E. La source lumineuse L (lampe à gaz ou lampe électrique) éclaire vivement à l’aide d'une lentille F le réticule de l'aiguille.

Pour exécuter une pesée à l’aide d'une balance munie de 2et appareil (fig. 92), on établit d'abord l'équilibre approximativement avec des poids marqués jusqu'au décigramme ; puis on observe, sur le cadran divisé que toutes les balances possèdent en face la pointe de leur aiguille, la différence entre le nombre de divisions parcourues par l'aiguille à droite et à gauche du zéro. Cette différence, multipliée par une constante spéciale à chaque balance, détermine les centigrammes et milligrammes

qu'il faut ajouter. aux poids déjà placés pour obtenir une deuxième approximation. À ce moment, on ferme la porte de la cage et, après avoir provoqué l'oscillation du fléau, on lit la différence entre les divisions parcourues, à droite et à gauche du zéro, par l'image du réticule de l'aiguille projetée cette fois sur le cadran transparent de l'appareil optique. Cette nouvelle différence permet de déduire immédiatement, à l’aide d'un

Hie-002

autre multiplicateur, la position que doit occuper le cavalier sur sa régle pour obtenir l'équilibre parfait, que l'on devra vérifier ensuite.

Une pesée faite par cette méthode demande, si l’on y est suffisamment exercé, environ quatre fois moins de temps qu'à l’aide d'une balance ordinaire.

Dans un autre ordre d'idées, mais toujours en poursuivant le’ but d'économiser, par la suppression des poids divisionnaires, le temps consacré aux pesées, Serrin a proposé l'emploi d'un nouvel appareil qu'il a appelé le pondérateur.

Le pondérateur consiste essentiellement en une chaine fine (fig. 93) suspendue par l’une de ses extrémités à l’une des branches du fléau et par l’autre à un curseur glissant sur une colonne verticale graduée. Le tout est disposé de facon que l'équilibre des plateaux existe, aussi bien lorsque le curseur est en haut de la colonne que lorsqu'il est en bas, avec cette différence que dans le premier cas il n'y aucun poids et dans le second cas il y en à un de 109 milliocrammes dans le plateau opposé à la chaine ; si l'on divise en 200 parties égales le chemin parcouru par le curseur, chacune des divisions représente un demimilligramme.

Dans les balances construites sur les indications de Serrin, on équilibre approximativement la substance, dont on veut connaître le poids, et l'on remplace ensuite la manœuvre délicate des subdivisions du décigramme par celle d'un curseur placé à l'extérieur de la cage, que l'on peut maintenir fermée pendant ce temps.

Les pesées effectuées par cette méthode sont assez rapides, mais ne peuvent atteindre le degré d'approximation que les dispositifs précédents sont susceptibles de fournir.

Pour éviter la détérioration des balances de précision, il convient de les placer, autant que possible, dans une pièce voisine du laboratoire, mais isolée et à l'abri de toutes les vapeurs qui s’y dégagent. Lorsqu'on ne dispose pas d’une place distincte, il est nécessaire de préserver toutes les parties métalliques, autres que celles en platine, et surtout les pièces en fer ou en acier par une dorure galvanique. À cette condition les instruments peuvent se conserver intacts pendant un temps très long et presque indéfini. Il est bon de prendre la même précaution pour éviter l’altération des poids en laiton.

Page 1